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农林学类论文-浅谈玉米抗旱性的研究进展.doc

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农林学类论文-浅谈玉米抗旱性的研究进展.doc

农林学类论文浅谈玉米抗旱性的研究进展论文关键词玉米抗旱性研究进展抗旱指标论文摘要干旱是导致我国玉米产量波动的主要原因。受温室效应的影响,水资源短缺问题日益突出,为此,国内外对玉米抗性研究越来越重视。依据有关资料,介绍了国内外玉米抗旱性研究进展情况。干旱与水资源短缺已成为世界农业和社会发展的制约因素。在我国,灌溉用水占国内水资源用量的80左右,农业实际利用自然降水的比率不到10,农业灌溉水的有效利用率只有30~40(远低于发达国家的50~70)。我国玉米种植面积2400万公顷,50以上种植在东北、西北、西南地区依靠自然降水、缺水的旱地上。这些地区年降水量200600mm不等,有些地方蒸发量大,水分流失快,且降水变率很大,玉米生长发育对水分的需要满足率低,年际间不稳定。对玉米带地区气象资料和玉米产量的相关分析得出,干旱是导致我国玉米产量波动的主要原因,同时受温室效应的影响,水资源短缺的问题将愈来愈突出。因此,国内外对玉米抗性研究越来越重视,开展了许多相关的研究。玉米的抗旱性是指玉米对干旱的适应性和抵抗能力,即在土壤干旱或大气干燥条件下,玉米所具有受伤害最轻、产量下降最少的能力。进行玉米抗旱性的研究,首先有赖于对玉米抗旱性的科学而准确地评价,即鉴定其抗旱能力的大小。近年来,许多学者围绕此方面工作开展了大量研究,现据有关文献资料进行介绍。1玉米水分亏缺研究这一研究是玉米生理需水与自然降水的结合,从而计算出玉米生长的水分差额。活细胞的原生质水分含量在80以上时才能顺利进行各种生理生化活动,玉米一生多处于高温季节,消耗水较多,春玉米一生耗水量约为29853660m3/hm2适宜玉米生长的全年降水量一般为5001000mm,生长期间最少也要有250mm的降水量,且分布均匀,才能满足玉米不同生育期的要求有些学者指出玉米全生育期耗水30004500m3/hm2,而我国大部分玉米主要生产区要么降水量不够,要么分布不均匀,在多数地区,水分亏缺对作物的影响是经常存在的,严重影响了作物的生长发育。冷石林、韩世峰认为,北方旱地春玉米全生育期农田水分亏缺量为36.1136.3mm,农田水分满足率为69.192.2,但全生育期不同时期水分亏缺表现不同,有的还相当严重。2玉米抗旱生理生化指标研究干旱抑制了玉米的生长发育,是由于对植株的生理生化过程和新陈代谢的明显作用,学者们对在水分胁迫下的形态结构和生理生化过程研究较多,以期找出抗旱鉴定指标,指导品种选育工作。(1)形态结构。主要分地上部分和地下部分,地上部分如株高、茎粗、生育进度、叶面积、叶片形态、蜡质层厚度、气孔密度、表皮细胞形状、输导组织、雌雄穗形态、开花受精以及籽粒发育、干物质积累动态等。Sullivan、Westgate、Shussler、鲍巨松等分别研究分析了干旱对玉米籽粒发育、生长及同化物利用的影响地下部分的根系是直接感受水分信号并吸收土壤水分,一些人研究了根冠比、根系发育、根层分布、根长、根粗和根导管等戴俊英认为中度水分胁迫对玉米不同品种各生育时期均有抑制作用,苗期适度干旱可促进根系生长,这一研究在小麦、高粱、水稻等作物上都有报道。(2)生理生化过程。研究指出,水分不足严重阻碍了作物生化过程中的吸收过程,并在根系活力、气孔行为、叶片水势、叶绿素含量、细胞膜透性、膜伤害、脯氨酸含量、ABA的积累、光合作用、渗透调节、酶活性等特性上进行了研究。干旱对作物的影响广泛而深刻,其影响着玉米的光合作用、呼吸作用、水分和营养的吸收运输等各种生理过程,玉米品种间在抗旱性方面所表现的差异,都有相应的生理生化基础。目前,许多学者对于玉米抗旱性鉴定的生理生化指标做了大量研究,比较一致的研究结果表明,干旱条件下叶片水势、叶片相对含水量、气孔扩散阻力、蒸腾速率、离体叶片抗脱水能力、外渗电导率、ABA(脱落酸)含量、SOD(超氧化物歧化酶)活性、MDA(丙二醛)含量、还原性酶活性、渗透调节能力等可作为玉米抗旱性鉴定评价指标。造成玉米干旱的外界因素很多,玉米的抗旱性又是多种生理生化综合作用的结果。因此,有人认为在进行玉米抗旱性鉴定时,不能使用单一的生理生化指标,而应该对多个指标进行综合鉴定,依综合值对玉米品种的抗旱性进行评价较为科学。侯建华提出用5级评分法对各项指标的测定值进行定量表示,经过权衡分配计算综合评价值,依综合评价值评价品种的抗旱性,其综合评定出的结果与实际情况较接近。赵可夫曾尝试用9项单一指标,按分组分级半定量的方法,推算综合指标抗旱系数。用抗旱系数对4种作物营养生长期抗旱性的高低进行综合评价。其结果与农民的经验、其他学者的研究结果一致。张宝石的研究表明,依据某一指标对不同玉米基因型进行鉴定的结果可靠性较低,依据多个指标(保水能力、游离脯氨酸累积量、相对电导率、MDA含量等)进行综合性鉴定的结果可靠性高,用综合指标对玉米品种的抗旱性进行评价比较准确,但同时需测定多项指标,试验工作量大,试验消耗增加。3玉米抗旱与生育时期研究对玉米不同生育时期的耐旱性研究,探讨了玉米在不同地区生育时期的水分敏感程度,认为玉米苗期适度干旱可促进根系生长,且表现出较强的抗旱能力营养生长期轻度干旱不会造成最终叶面积的减少,只是延长生长在性器官形成期(拔节期至吐丝期)受干旱影响最重,也是对产量影响最大的时期,此期干旱严重阻碍了雌雄穗的分化、花丝花粉的发育,造成植株矮、果穗小、授粉不良、籽粒败育率高、有效穗粒少、穗粒重低及生物产量、经济产量、经济系数下降灌溉期干旱造成植株早率、叶片功能期缩短且光合作用效率低,不能很好地进行灌溉,影响籽粒的品质,百粒重降低。综上所述,玉米抗旱性是在水分胁迫下,体内细胞在结构上及生理生化过程发生一系列适应性改变后的结果。由于高等植物的抗性是受基因控制的复杂过程,植物的基因多样性决定了植物对干旱的适应也是多样的。故对玉米抗旱性,宜采用一系列生理生化指标,结合形态学指标及产量指标,才能做出客观、真实的评价。针对水资源短缺,玉米的抗旱性围绕形态结构、生理生化指标、产量及基因型差异,从不同层次、不同角度进行了大量的研究工作,对玉米适应干旱的反应和机理及抗旱性差异和遗传有了基本认识,但现在的研究仍存在一些不足,对玉米耐干旱的研究多集中在研究某个过程的机理,而对玉米在保证一定限度产量的情况下,各个时期最低需水量,即最佳水分利用效率研究少。因此,要重视干旱水分胁迫对玉米生产的影响,在玉米抗旱性鉴定研究中,要注重指标的普遍适应、经济方便、特征明显、易操作,可直接应用于指导大田生产,要鉴定抗旱资源并研究其抗旱基因的遗传作用机理,利用现代分子生物技术重组培育抗旱性强的基础材料,为抗旱品种的选育提供材料和理论。参考文献1SULLIVANCY,MNROSS.SelectingfordroughtandheatresistanceingrainsorghumJ.StreePhysiologyinCropPlants,1979(25)264281.2WESTAGATEME,BOYERJS.CarbohydratereservesandreproductivedevelopmentatlowleafwaterpotentialsinmaizeJ.CorpSci,1985(925)762768.3SHUSSLERME,WEATAGEME.IncreasingassimilatereservesdosenotpreventkernelatlowleafwaterpotentialsinmaizeJ.CropSci,1994(34)15691576.4侯建华,吕凤山.玉米苗期抗旱性鉴定研究J.华北农学报,1995,10(3)8993.5王黄英,郭还威,罗坤,等.几个玉米品种抗旱性的直接鉴定J.玉米科学,2000,8(1)4041.6张宪正.植物生理学实验技术M.沈阳辽宁科学技术出版社,1994.7周文麟,王亚馥.外源C4作物DNA导入小麦的研究J.作物学报,1992,18(6)418424.8戴俊英,顾慰连,沈秀瑛,等.玉米不同品种各生育期干旱对生育及产量的影响J.沈阳农业大学学报,1990,21(3)181185.9山东农学院.作物栽培学M.北京农业出版社,1992.

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